
- •Материалы
- •Содержание тома 2
- •4.1 Реконструкция эксплуатируемых жилых зданий – основной путь повышения их энергоэффектиности и экологической устойчивости
- •4.2……. Повышение энергоэффективности объектов
- •Социально-культурного и бытового назначения
- •На основе их термомодернизации
- •Бабаев в.Н., Говоров ф.П., Говоров в.Ф., Рапина к.А.
- •4.3 Оценка и прогноз дозовой нагрузки при посещении населением городского парка в зоне отселения
- •4.4 Исследования и направления ресурсосберегающей модернизации сетей тепло- и водоснабжения луцка Божидарник в.В., Мельник ю.А., Синий с.В., Сунак п.О.
- •4.5 Геометрическая модель как средство выбора приоритетных факторов внешней среды, учитываемых в процессе проектирования объектов эко-архитектуры
- •4.6 Градостроительный анализ территории
- •4.7 Актуальные вопросы по установлению зависимости между параметрами энергоэффективности, энергосбережения и экологическими
- •4.8 Проблемы устойчивости оползневых склонов
- •Правого берега реки волга на территории
- •Саратовской области
- •Иноземцев в.К., Редков в.И., Иноземцева о.В.
- •4.9 Принципы БиосфернОй совместимостИ среды жизнедеятельности. Методологические основы
- •4.10 Проблемы жилищного строительства и анализ современных экологических требований
- •4.11 Проблемы комплексной организации сети учебных заведений в уплотненной жилой застройке
- •4.12 О юридическом статусе городских лесов
- •К вопросу биоинженерной защиты окружающей природной среды
- •Биоинженерные технологии
- •Геоэкологическая система
- •Проектирование локальной геоэкосистемы на примере рекреационного водоёма
- •4.15 Энергоэффективное автономное тепловоздухо- снабжение малоэтажных герметичных зданий
- •4.16 Оптимизация параметров вновь возводимых энергоэффективных блокированных зданий
- •4.17 Особенности роста искусственных сосново- березовых насаждений в пригородных лесах г. Брянска
- •Литература
- •4.18 Мероприятия по модернизации и повышению энергоэффективности крупнопанельного домостроения в Саратовской области
- •4.19 Современные аспекты адаптации сооружений исторической промзастройки к условиям жилквартала (на примере пивоваренного завода в. Земана XIX века)
- •4.20 Проблемы реконструкции 5-этажной жилой застройки 1950-60-х годов строительства
- •4.21 Экологические и архитектурные аспекты использования ограждающих конструкций с вакуумированной прослойкой и изменяющимися теплофизическими свойствами
- •4.22 Методика работы бгсха по энергосбережению и повышению энергетической эффективности
- •4.23 Формирование гармоничной архитектурно- пространственной среды города
- •4.24 Перспективные исследования в области борьбы с шумом в градостроительстве
- •4.25 Натурное обследование зелёных зон г. Брянска на предмет шумового загрязнения
- •4.26 Проблемы современного строительства объектов торгового назначения в городе пензе
- •4.27 Моделирование безопасной для населения городской среды
- •5.1 Фильтрация в дренирующем слое дорожной одежды Анисимов п.В., Мевлидинов з.А., Гайлитис д.И., Кусачёва т.В.
- •5.2 Применение методов оптимизации при проектировании автомобильных дорог
- •5.3 Развитие транспортно-планировочной структуры пересадочных узлов и прилегающих городских территорий Власов д.Н. (мгсу, г. Москва, рф)
- •5.4 Проблемы экологического состояния придорожных территорий в условиях городской застройки на примере улично-дорожной сети города брянска
- •5.5 УточнеНие способа определения длительностИ воздействия колёсной нагрузки на поверхностЬ дорожной одежды
- •5.6 Особенности структуры и свойств модифицированных битумов
- •5.7 О факторах, влияющих на освещенность автомобильных дорог Левкович т.И., Левкович ф.Н., Ситко м.В. , Шепыкин м.И.
- •5.8 Исследование свойств эмульсий на немодифицированных и модифицированных битумах
- •5.9 Внедрение современных методов ремонта дорожных конструкций в брянской области
- •5.10 Методы борьбы с колееобразованием на дорожном покрытии
- •5.11 Применение инновационных технологий для
- •Обеспечения безопасности на нерегулируемых
- •Пешеходных переходах
- •Микрин в.И., Мевлидинов з.А., Лишефай а.В.
- •5.12 Оптимизация транспортных потоков при эксплуатации улично-дорожной сети
- •3 Фазы движения со средними скоростями 34,7 км/ч, 35,4 км/ч и 22,6 км/ч)
- •5.13 Измерительный компьютерный комплекс и его применение для оценки взаимодействия транспортных потоков и элементов улично-дорожной сети
- •5.14 Прессованные бетоны с использованием модифицированного кварцевого заполнителя для дорожных покрытий
- •6.1 Совершенствование системы подготовки студентов строительных специальностей по дисциплине «инженерная геодезия»
- •6.2 Анализ эффективности оказания государственной
- •6.3 Роль мотивации труда в повышении качества работы жкх
- •6.4 Инновационный потенциал предприятий лесного сектора брянской области
- •В данной статье рассматриваются проблемы повышения эффективности использования инвестиционного потенциала предприятий лесного сектора Брянской области.
- •6.5 Перспективы инновационного развития системы ипотечного жилищного кредитования в рамках социально-экономической структуры г. Брянска и брянской области
- •6.6 Анализ сбалансированности бюджета г. Брянска, пути сокращения расходных статей бюджета
- •6.7 Земельно – ипотечное кредитование
- •6.8 Перспективные модели развития инновационного потенциала агропромышленного комплекса брянского региона
- •6.9 Феноменологическая эволюция ценности в сфере обращения с недвижимостью
- •6.10 Целевое назначение земель под автосервиc в городах (на примере г. Киева) Петруня о.М. (кнуса, г. Киев, Украина)
- •6.11 Реконструкция типовых серий 1950-60-х гг. И современное доступное жилье: препятствия и перспективы
- •6.12 Проблемы реализации закона о «дачной амнистии»
- •6.13 Конкурентоспособность продукции дорожного хозяйства
- •6.14 Оценка доступности жилья в пензенской области с учетом ипотечного кредита
- •6.15 Использование результатов социологического опроса для обеспечения устойчивого развития сельского поселения
- •Перечень организаций – участников
- •Алфавитный указатель авторов докладов
- •Материалы
- •241037, Брянск, проспект Станке Димитрова, 3, бгита, тел. (4832) -746008
- •241050, Г. Брянск, ул. Горького, 30
5.8 Исследование свойств эмульсий на немодифицированных и модифицированных битумах
Левкович Т.И., Райская О.В. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
В данной статье представлены результаты изучения способов приготовления модифицированных битумных эмульсий, а также приведены рецепты и результаты анализа испытаний полученных по авторским свидетельствам битумных эмульсий лабораторией дорожно-строительного участка в городе Почепе.
In this article results of studying of ways of preparation of the modified bitumen emulsions are presented, and also recipes and results of the analysis of tests of the bitumen emulsions received under copyright certificates by laboratory of a road-building site are provided in the city of Pochep.
Общепринятым вяжущим для строительства и ремонта автомобильных дорог является нефтяной битум. Однако‚ с технологической точки зрения‚ его следует применять при минимально возможной вязкости, что может быть достигнуто тремя принципиальными способами [1]:
- разогревом битума до технологических температур (горячий способ);
- разжижением вязких битумов специальными, как правило, легкими растворителями;
- эмульгированием битума в воде в присутствии специальных веществ (битумные эмульсии).
Первый способ используется обычно для производства горячих смесей с предварительным нагревом исходных минеральных материалов или розливом горячего битума на холодную поверхность при производстве подгрунтовки или устройстве поверхностной обработки.
Второй способ дороже первого из-за дорогостоящих растворителей‚ которые за относительно короткий период времени должны испариться‚ что приводит к загрязнению окружающей среды.
Третий способ‚ с использованием битумных эмульсий‚ не требует нагрева и может использоваться с холодными и даже влажными минеральными материалами, что позволяет снизить расход энергоносителей до 40 % по сравнению с традиционными «горячими» технологиями.
Дорожные битумные эмульсии, как органические вяжущие материалы, широко используются при строительстве, содержании и ремонте дорожных одежд. Битумные эмульсии – вяжущие, приготовляемые из диспергированных (раздробленных на мельчайшие частицы размером 1…10 мкм) битумов в несмешивающейся с ними воде. Каждая частица имеет тонкую пленку из эмульгатора, которая предохраняет ее от слипания с другой частицей. Эмульсии подразделяют на прямые и обратные.
Относительно низкая вязкость прямых битумных эмульсий, обусловленная наличием водной среды (от 31 до 50%)‚ обеспечивает хорошую способность обработки каменных материалов без их просушивания и нагрева. Такие технологические свойства битумных эмульсий обусловливают благоприятное их применение в дорожном строительстве с позиций охраны труда дорожных рабочих и охраны окружающей среды.
В зависимости от применяемых эмульгаторов эмульсии могут быть анионного и катионного видов. При этом за последние годы в мировой практике дорожного строительства производятся и используются главным образом (почти 100%) эмульсии катионного вида‚ как наиболее универсальные и обеспечивающие достаточную адгезию вяжущего к поверхности минеральных материалов кислой и основной природы. За более чем 60-летний период производства битумных эмульсий катионного вида за рубежом в совершенстве отработаны различные составы и технологии их применения в дорожном строительстве и налажен промышленный выпуск большого ассортимента эмульгаторов для различных составов эмульсий применительно к их назначению.
Наибольший опыт в теоретических разработках и в практическом использовании битумных эмульсий накоплен во Франции, которая считается мировым лидером в этих вопросах и где более 30% от общего объема органических вяжущих для дорожных целей применяются в эмульгированном виде. В России в середине 60-х годов на основании научно-исследовательских работ и небольшого опыта практического применения были разработаны технические и нормативные документы по приготовлению и использованию битумных эмульсий в дорожном строительстве [2].
Эмульсия должна быть стабильной при хранении и транспортировке, но при нанесении на минеральный заполнитель или поверхность дорожного покрытия она должна разрушаться с установленной для данного вида работ скоростью. В нашей стране фундаментальные исследования по механизму образования эмульсий проводились академиком П.А. Ребиндером и его школой.
Существует два принципиально различных вида эмульгирования - механическое и химическое. В случае механического эмульгирования диспергирование осуществляется путем внешних механических воздействий. При химическом - в результате протекания на межфазной границе гетерогенной химической реакции. После образования эмульсии капли стабилизируются поверхностно активными веществами (эмульгаторами), что основано на определенных закономерностях, общих для обоих видов эмульгирования, которые рассмотрены в [3].
В разных установках подготовка дисперсионной среды (водной фазы) производится либо заранее в отдельной емкости и в готовом виде подается параллельно с битумом в коллоидную мельницу‚ либо с помощью насосов-дозаторов все компоненты эмульсии в определенной пропорции‚ согласно рецепту‚ подаются в коллоидную мельницу с постоянным измерением водородного потенциала рH как дисперсионной среды‚ так и готовой эмульсии.
В отличие от дорожного битума, использование битумных эмульсий обеспечивает [4]:
- полное сцепление с основанием вследствие положительной заряженности катионной эмульсии и отрицательного заряда поверхности щебеночного известнякового основания дороги;
- по текучести эмульсия близка к воде, поэтому она растекается по поверхности, заполняя все поры и неровности;
- допускается розлив битумных эмульсий на увлажненную поверхность;
- технология производства битумных эмульсий позволяет варьировать ее качественными показателями, необходимыми для каждого отдельного вида работ;
- более низкая энергоемкость из-за отсутствия необходимости поддержания высокой температуры;
- использование битумных эмульсий при температурах от «плюс» 30 оС до «плюс» 70 оС делает ее применение безопасным.
Минеральные заполнители бывают щелочные и кислотные. Известняк является примером щелочного заполнителя, из кислотных можно отметить гранит и кварц. В России наиболее распространён известняковый щебень.
В зависимости от требуемых технологических и эксплуатационных свойств связующего материала эмульсии могут быть приготовлены на битумах различной вязкости как с использованием различных добавок (растворители‚ поверхностно-активные вещества (ПАВ)‚ полимеры)‚ так и без них. При этом в зависимости от назначения и условий применения могут быть приготовлены эмульсии с различной скоростью их распада и устойчивостью при транспортировке и хранении.
Компонентный состав битумных эмульсий: битум, вода, стабилизатор, растворитель, разжижитель, добавки. В качестве стабилизатора часто вводят хлорид кальция в виде 10-35 %-ного водного раствора в количестве 0,05-0,5% масс. Нейтрализация эмульгатора кислотой необходима для перевода ПАВ в форму соли. Повышение кислотности способствует повышению стабильности эмульсии, но большой избыток кислоты не рекомендуется, т.к. это может привести к снижению адгезии. В основном используют соляную кислоту (HCl). Показатель кислотности - рН водной фазы рекомендуется 1,5- 3,5. Для повышения клейкости, образующейся при распаде плёнки, в водную фазу или в битум добавляют нефтяную фракцию, выкипающую в пределах «плюс» 140…220 оС в количестве 0,5-3,0% от массы битума. Разжижитель используется для повышения пенетрации битума до необходимого значения. В качестве разжижителей используют вакуумные газойли, масляные фракции и т.д. В составе эмульсии обычно содержится: 0,8-4,5% диамина, 2,5% латекса и 55-70% битума [5].
Поскольку эмульсия является сложной совокупностью жидких фаз (битума и водной фазы), то процентное соотношение компонентов зависит от рецепта и их качества, а также важен и сам факт пригодности компонента.
С целью получения заключения о пригодности компонентов, для проверки их соответствия паспортным характеристикам и для проведения исследований взаимодействия изготовленной эмульсии с конкретной породой минерального материала испытания проводились в дорожной лаборатории ДРСУч г. Почепа ОАО «Брянскавтодора».
Нами были проанализированы данные, полученные лабораторией Почепского ДРСУч (таблица 1), где для приготовления активированных эмульсий был использован ряд авторских свидетельств, в том числе с использованием зарубежных эмульгаторов.
Также нами были проанализированы и построены графики изменения основных свойств полученных в диспергаторе типа «Atomix» эмульсий. Составы разбавленных эмульгаторов приведены в таблице 2.
Рисунок 1 – Свойства эмульсий рецептов 1-6
Рисунок 2 – Свойства эмульсий рецептов 7-12
Таблица 1 – Составы рецептов битумной эмульсии
№ рецептур |
Битум, кг |
Вода, кг |
Эмульга-тор, кг |
Соляная кислота, кг |
Температура, град С |
Разжи-житель |
При-садка |
|
вяжущего |
воды |
|||||||
1 |
600 |
394,9 |
1 – 3,0 |
2,1 |
153 |
40 |
- |
- |
2 |
600 |
394,9 |
2 – 3,0 |
2,1 |
151 |
44 |
- |
- |
3 |
600 |
394,67 |
3 – 3.0 |
2.33 |
153 |
40 |
- |
- |
4 |
600 |
394,82 |
4 – 3,0 |
2,18 |
153 |
40 |
- |
- |
5 |
600 |
394,58 |
5 – 3,0 |
2,42 |
141 |
40 |
- |
- |
6 |
600 |
394,48 |
6 – 3,0 |
2,52 |
143 |
40 |
- |
- |
7 |
600 |
394,82 |
7 – 3,0 |
2,18 |
140 |
40 |
- |
- |
8 |
600 |
394,84 |
2 – 3,0 |
2,16 |
140 |
40 |
18,0 |
3,0 |
9 |
579 |
395,02 |
4 – 3,0 |
1,98 |
142 |
39 |
18,0 |
3,0 |
10 |
579 |
395,01 |
7 – 3.0 |
1,99 |
140 |
41 |
18,0 |
3,0 |
11 |
650 |
346,97 |
DSL– 1,8 |
1,23 |
145 |
40 |
- |
- |
12 |
630,5 |
346,97 |
DSL– 1.8 |
1,23 |
143 |
42 |
19,5 |
- |
13 |
630,5 |
345,97
|
DSL– 1.8 |
1,23 |
146 |
40 |
19,5 |
- |
14 |
630 |
366,40
|
DSL+CaCl2 – 2.2 |
1,40 |
140 |
50 |
- |
- |
По одному из изобретений предложен рецепт битумной эмульсии с использованием 1,1-1,7% каучуковой добавки СВБ-М и добавлением к катионному эмульгатору (КАДЭМ-ВТ 2,50-3,50%) около 0,5-0,7% неонола.
Рисунок 3 – Свойства эмульсий рецептов 13-14
Таблица 2 - Составы разбавленных эмульгаторов
№ состава |
Эмуль- гатор, кг |
Соляная кислота, кг |
Вода, кг |
Показатель кислотности |
10%-ый хлористый кальций, л |
1 |
7,5 |
5,24 |
987,26 |
2,10 |
- |
2 |
7,5 |
5,24 |
987,26 |
2,10 |
- |
3 |
7,5 |
5,83 |
986,67 |
2,07 |
- |
4 |
7,5 |
5,44 |
987,06 |
2,04 |
- |
5 |
7,5 |
6,06 |
986,44 |
2,02 |
- |
6 |
7,5 |
6,29 |
986,21 |
2,03 |
- |
7 |
7,5 |
5.44 |
987,06 |
2,02 |
- |
8 |
7,5 |
4,43 |
987,07 |
2,00 |
- |
9 |
7,5 |
4,93 |
987,57 |
2,00 |
- |
10 |
7,5 |
4.93 |
987,53 |
1,96 |
- |
11 (DSL) |
5,14 |
3,51 |
991,35 |
2,02 |
- |
12 (DSL) |
5,14 |
3,51 |
991,35 |
2,01 |
- |
12 (DSL) |
5.16 |
3,52 |
991,32 |
2,01 |
- |
14 (DSL)+СаCl2 |
5,95 |
3,78 |
936,21 |
2,10 |
20,0 |
Это позволяет достичь повышения сцепления пленки вяжущего с минеральными материалами как кислых, так и основных пород, увеличивает время распада эмульсий, необходимое для приготовления и укладки различных эмульсионно-минеральных смесей, как плотных так и пористых, также для поверхностных обработок. Улучшаются свойства битумного вяжущего, такие как эластичность, интервал пластичности и температура хрупкости [5].
Заключение
1 Сдерживающим фактором применения битумных эмульсий в России явилось отсутствие эффективных отечественных катионоактивных эмульгаторов и высокая стоимость импортных.
2 В последнее время в России для производства эмульгатора используется достаточно дешевое и доступное сырье: полиамины и продукты, содержащие жирные кислоты. В качестве последних могут использоваться отходы пищевой промышленности (отработанное фритюрное масло, некондиционное растительное масло и т.п.).
3 Преимущества отечественных эмульгаторов в том, что они дешевле в 1,5-2 раза, способны значительно снизить вязкость битумных эмульсий и способствуют повышению адгезии битумных пленок к поверхности щебня и бетона.
4 Наиболее существенным преимуществом применения отечественных эмульгаторов для российского рынка является сохранение высокого качества покрытий при использовании известнякового щебня, наиболее распространенного в России. Тогда как импортные эмульгаторы ориентированы на гранитный щебень, а при использовании битумной эмульсии с импортными эмульгаторами для известняковых щебней качество покрытий существенно снижается.
Литература
1 Федеральное Государственное Унитарное Дорожное Эксплуатационное Предприятие №19. http://www.himtrade.ru/.
2 Никольский, Ю.Е. Дорожная Техника-2001. Каталог-справочник.
3 Евдокимова, Н.Г., Жирнов, Б.С., Ишкильдин, А.Ф. Технология получения нефтяных окисленных битумов. Учебно-методическое пособие. – Уфа: УГ-НТУ, 2002.
4 Битумно-эмульсионные установки (БЭУ) - ООО Давиал. Технологическое оборудование. http://www.davial.ru/
5 Будник, В.А., Евдокимова, Н.Г., Жирнов, Б.С. Битумные эмульсии. Особенности состава и применения. Тематический обзор. Учебно-методическое пособие. – Салавате: филиал УГ-НТУ, 2006. http://www.ogbus.ru/.